聚丙烯纖維增強異形柱框架抗震性能的研究.pdf

1、異形柱框架結(jié)構(gòu)因其良好的建筑功能適應性在住宅建筑中得到廣泛的應用。但是，與矩形柱框架結(jié)構(gòu)相比抗震性能較差，從而限制了這種結(jié)構(gòu)形式在高烈度地震地區(qū)的應用。本文針對以往試驗中出現(xiàn)的異形柱框架結(jié)構(gòu)首層柱腳和節(jié)點薄弱的現(xiàn)象，在上述部位采用聚丙烯纖維增強，完成了聚丙烯纖維增強異型柱構(gòu)件及框架抗震性能試驗研究和理論分析。
　　 聚丙烯纖維增強異型柱構(gòu)件抗震性能的試驗設計了2個異形柱中節(jié)點、2個異形柱邊節(jié)點、2根T形柱和兩根L形柱，共8個異形

2、柱構(gòu)件。構(gòu)件分為兩組，其中一組構(gòu)件局部摻加聚丙烯纖維，另一組未摻加聚丙烯纖維作為對比構(gòu)件，分別進行低周反復加載試驗，得到了試件、節(jié)點的變形、破壞、恢復力特性等方面的數(shù)據(jù)。通過對上述試驗數(shù)據(jù)的分析可以得出如下結(jié)論：加入纖維，可以明顯改善各構(gòu)件的破壞狀態(tài)。纖維能夠明顯減少節(jié)點核心區(qū)裂縫的發(fā)展，減小裂縫寬度，增強節(jié)點核心區(qū)混凝土的剛度；加入纖維，能夠提高各異形柱構(gòu)件的開裂荷載，延遲裂縫開展；加入纖維，有利于增強異形柱構(gòu)件的后期變形能力，提高位

3、移延性，改善構(gòu)件的滯回特性和耗能能力。
　　 聚丙烯纖維增強異型柱框架抗震性能的試驗以八度區(qū)六層異形柱框架住宅的實際工程為背景，取其中一榀框架的1/3模型，在一、二層節(jié)點和柱腳混凝土內(nèi)摻入聚丙烯纖維局部加強，進行了低周反復加載的擬靜力抗震試驗，得到框架的滯回曲線、骨架曲線，并對其耗能能力、強度與剛度退化、出鉸機制進行分析，得出了框架的恢復力模型(骨架線和滯回環(huán)模型)。將上述試驗結(jié)果與以往同模型試驗結(jié)果相對照，對采用聚丙烯纖維增強

4、的異型柱框架的抗震能力進行了綜合評價。研究表明：采用聚丙烯纖維增強的異型柱框架結(jié)構(gòu)側(cè)移為剪切型，破壞機制屬于梁鉸機制，與普通異形柱相比具有更好的延性和較強的耗能能力。
　　 在上述試驗的基礎上，以ANSYS軟件為工具，對試驗中采用聚丙烯纖維增強的異形柱框架進行了從彈性到彈塑性的全過程有限元分析。在建模時，為反映聚丙烯纖維對混凝土性能的影響，使分析結(jié)果更具可靠性，對程序中的混凝土本構(gòu)關系進行了修正。有限元分析的結(jié)果與實驗結(jié)果相吻合